सेल्युलोज इथर म्हणजे काय?

सेल्युलोज इथरसेल्युलोज हे सेल्युलोजपासून बनलेले एक ईथर संरचना असलेले पॉलिमर संयुग आहे. सेल्युलोज मॅक्रोमोलेक्यूलमधील प्रत्येक ग्लुकोसिल रिंगमध्ये तीन हायड्रॉक्सिल गट असतात, सहाव्या कार्बन अणूवर प्राथमिक हायड्रॉक्सिल गट आणि दुसऱ्या व तिसऱ्या कार्बन अणूंवर दुय्यम हायड्रॉक्सिल गट. सेल्युलोज ईथर डेरिव्हेटिव्ह्ज तयार करण्यासाठी, हायड्रॉक्सिल गटातील हायड्रोजनची जागा हायड्रोकार्बन गटाने घेतली जाते. हे एक असे उत्पादन आहे, ज्यामध्ये सेल्युलोज पॉलिमरमधील हायड्रॉक्सिल गटाच्या हायड्रोजनची जागा हायड्रोकार्बन गटाने घेतली आहे. सेल्युलोज हे एक पॉलीहायड्रॉक्सिल पॉलिमर संयुग आहे जे विरघळत नाही किंवा वितळत नाही. ईथरीकरणानंतर, सेल्युलोज पाण्यात, सौम्य अल्कली द्रावणात आणि सेंद्रिय द्रावकात विरघळते आणि त्यात थर्मोप्लास्टिसिटी असते.

सेल्युलोज हे एक पॉलिहायड्रॉक्सी पॉलिमर संयुग आहे जे विरघळत नाही किंवा वितळत नाही. इथरीकरणानंतर, सेल्युलोज पाण्यात, सौम्य अल्कली द्रावणात आणि सेंद्रिय द्रावकात विरघळते आणि त्यात थर्मोप्लास्टिसिटी असते.

१. निसर्ग:

इथरीफिकेशननंतर सेल्युलोजच्या विद्राव्यतेत लक्षणीय बदल होतो. ते पाण्यात, सौम्य आम्लात, सौम्य अल्कलीमध्ये किंवा सेंद्रिय द्रावकात विरघळू शकते. विद्राव्यता मुख्यत्वे तीन घटकांवर अवलंबून असते: (१) इथरीफिकेशन प्रक्रियेत समाविष्ट केलेल्या गटांची वैशिष्ट्ये; समाविष्ट केलेला गट जितका मोठा असेल, तितकी विद्राव्यता कमी असते; आणि समाविष्ट केलेल्या गटाची ध्रुवीयता जितकी जास्त असेल, तितके सेल्युलोज इथर पाण्यात सहज विरघळते; (२) बृहदरेणूमधील (macromolecule) प्रतिस्थापनाची पातळी आणि इथरीफाइड गटांचे वितरण. बहुतेक सेल्युलोज इथर केवळ एका विशिष्ट प्रतिस्थापनाच्या पातळीखालीच पाण्यात विरघळू शकतात, आणि ही प्रतिस्थापनाची पातळी ० ते ३ च्या दरम्यान असते; (३) सेल्युलोज इथरच्या बहुलकीकरणाची पातळी; बहुलकीकरणाची पातळी जितकी जास्त असेल, तितकी विद्राव्यता कमी असते; आणि पाण्यात विरघळणाऱ्या प्रतिस्थापनाची पातळी जितकी कमी असेल, तितकी विद्राव्यतेची व्याप्ती अधिक विस्तृत असते. उत्कृष्ट कार्यक्षमता असलेले अनेक प्रकारचे सेल्युलोज इथर आहेत आणि ते बांधकाम, सिमेंट, पेट्रोलियम, अन्न, वस्त्र, डिटर्जंट, रंग, औषध, कागदनिर्मिती आणि इलेक्ट्रॉनिक घटक व इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

२. विकसित करा:

चीन हा सेल्युलोज इथरचा जगातील सर्वात मोठा उत्पादक आणि ग्राहक असून, त्याचा सरासरी वार्षिक वाढीचा दर २०% पेक्षा जास्त आहे. प्राथमिक आकडेवारीनुसार, चीनमध्ये सुमारे ५० सेल्युलोज इथर उत्पादन करणारे उद्योग आहेत, ज्यांची नियोजित उत्पादन क्षमता ४,००,००० टनांपेक्षा जास्त आहे. तसेच, १०,००० टनांपेक्षा जास्त उत्पादन क्षमता असलेले सुमारे २० उद्योग आहेत, जे प्रामुख्याने शांदोंग, हेबेई, चोंगकिंग, जिआंग्सू, झेजियांग, शांघाय आणि इतर ठिकाणी पसरलेले आहेत.

३. गरज:

२०११ मध्ये, चीनची सीएमसी (CMC) उत्पादन क्षमता सुमारे ३,००,००० टन होती. औषध, अन्न आणि दैनंदिन रसायने यांसारख्या उद्योगांमध्ये उच्च-गुणवत्तेच्या सेल्युलोज इथर्सची मागणी वाढत असल्यामुळे, सीएमसी व्यतिरिक्त इतर सेल्युलोज इथर उत्पादनांची देशांतर्गत मागणी वाढत आहे. एमसी/एचपीएमसी (MC/HPMC) ची उत्पादन क्षमता सुमारे १,२०,००० टन आहे आणि एचईसी (HEC) ची उत्पादन क्षमता सुमारे २०,००० टन आहे. चीनमध्ये पीएसी (PAC) अजूनही प्रचार आणि वापराच्या टप्प्यात आहे. मोठ्या सागरी तेल क्षेत्रांच्या विकासामुळे आणि बांधकाम साहित्य, अन्न, रसायन व इतर उद्योगांच्या विकासामुळे, पीएसीचे प्रमाण आणि क्षेत्र दरवर्षी वाढत आणि विस्तारत आहे, ज्याची उत्पादन क्षमता १०,००० टनांपेक्षा जास्त आहे.

४. वर्गीकरण:

प्रतिस्थापकांच्या रासायनिक संरचना वर्गीकरणानुसार, त्यांचे ॲनायनिक, कॅटायनिक आणि नॉनआयनिक इथर्समध्ये विभाजन केले जाऊ शकते. वापरलेल्या इथरीकरण अभिकर्मकावर अवलंबून, मिथाइल सेल्युलोज, हायड्रॉक्सीइथाइल मिथाइल सेल्युलोज, कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज, इथाइल सेल्युलोज, बेंझिल सेल्युलोज, हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज, सायनोइथाइल सेल्युलोज, बेंझिल सायनोइथाइल सेल्युलोज, कार्बोक्सीमिथाइल हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज आणि फेनिल सेल्युलोज इत्यादी प्रकार आहेत. मिथाइल सेल्युलोज आणि इथाइल सेल्युलोज अधिक व्यावहारिक आहेत.

मिथाइलसेल्युलोज:

शुद्ध केलेल्या कापसावर अल्कलीने प्रक्रिया केल्यानंतर, मिथेन क्लोराइडला इथरीकरण कारक म्हणून वापरून, अनेक अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे सेल्युलोज इथर तयार होतो. सामान्यतः, प्रतिस्थापनाची पातळी १.६~२.० असते आणि प्रतिस्थापनाच्या वेगवेगळ्या पातळ्यांनुसार विद्राव्यता देखील भिन्न असते. हा एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर आहे.

(1) मिथाइलसेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळते आणि गरम पाण्यात विरघळण्यास अवघड असते. त्याचे जलीय द्रावण pH=3~12 च्या श्रेणीत खूप स्थिर असते. त्याची स्टार्च, ग्वार गम इत्यादी आणि अनेक सर्फॅक्टंट्ससोबत चांगली सुसंगतता असते. जेव्हा तापमान जेलेशन तापमानापर्यंत पोहोचते, तेव्हा जेलेशन होते.

(२) मिथाइल सेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता त्याच्या मिश्रणाचे प्रमाण, चिकटपणा, कणांचा आकार आणि विरघळण्याच्या दरावर अवलंबून असते. साधारणपणे, जर मिश्रणाचे प्रमाण जास्त असेल, कणांचा बारीकपणा कमी असेल आणि चिकटपणा जास्त असेल, तर पाणी धरून ठेवण्याचा दर जास्त असतो. त्यापैकी, मिश्रणाच्या प्रमाणाचा पाणी धरून ठेवण्याच्या दरावर सर्वात जास्त परिणाम होतो, आणि चिकटपणाची पातळी पाणी धरून ठेवण्याच्या दराच्या पातळीशी थेट प्रमाणात नसते. विरघळण्याचा दर मुख्यत्वे सेल्युलोज कणांच्या पृष्ठभागाच्या सुधारणेची पातळी आणि कणांच्या बारीकपणावर अवलंबून असतो. वरील सेल्युलोज इथर्सपैकी, मिथाइल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज यांचा पाणी धरून ठेवण्याचा दर जास्त असतो.

(3) तापमानातील बदलांमुळे मिथाइल सेल्युलोजच्या पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेवर गंभीर परिणाम होऊ शकतो. साधारणपणे, तापमान जितके जास्त असते, तितकी पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी होते. जर मोर्टारचे तापमान ४०°C पेक्षा जास्त झाले, तर मिथाइल सेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता लक्षणीयरीत्या कमी होईल, ज्यामुळे मोर्टारच्या बांधकामावर गंभीर परिणाम होईल.

(४)मिथाइल सेल्युलोजमोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर आणि एकसंधतेवर याचा महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. येथे "चिकटपणा" म्हणजे कामगाराच्या उपकरणात आणि भिंतीच्या पृष्ठभागात जाणवणारे बंधन बल, म्हणजेच मोर्टारचा कर्तन प्रतिरोध होय. चिकटपणा जास्त असल्यास, मोर्टारचा कर्तन प्रतिरोध जास्त असतो, आणि वापराच्या प्रक्रियेत कामगारांना आवश्यक असलेली ताकदही जास्त असते, त्यामुळे मोर्टारची बांधकाम कामगिरी खराब असते. सेल्युलोज इथर उत्पादनांमध्ये मिथाइल सेल्युलोजची एकसंधता मध्यम पातळीवर असते.

हायड्रोक्सीप्रॉपिलमेथिलसेल्युलोज:

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज हा सेल्युलोजचा एक प्रकार आहे, ज्याचे उत्पादन आणि वापर झपाट्याने वाढत आहे. प्रोपिलीन ऑक्साईड आणि मेथिल क्लोराईड यांचा इथरीकरण कारक म्हणून वापर करून, शुद्ध केलेल्या कापसाचे अल्कलीकरण केल्यानंतर, अनेक अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे हा एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज मिश्रित इथर तयार केला जातो. प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे १.२~२.० असते. मेथॉक्सिलच्या प्रमाणाचे हायड्रॉक्सीप्रोपिलच्या प्रमाणाशी असलेल्या गुणोत्तरानुसार त्याचे गुणधर्म बदलतात.

(1) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज थंड पाण्यात सहज विरघळते, परंतु गरम पाण्यात विरघळण्यास अडचण येते. मात्र, गरम पाण्यातील त्याचे जेलेशन तापमान मेथिलसेल्युलोजपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते. मेथिलसेल्युलोजच्या तुलनेत थंड पाण्यातील त्याची विद्राव्यता देखील मोठ्या प्रमाणात सुधारलेली असते.

(2) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची स्निग्धता त्याच्या रेणूभाराशी संबंधित आहे, आणि रेणूभार जितका जास्त, तितकी स्निग्धता जास्त असते. तापमानाचा देखील त्याच्या स्निग्धतेवर परिणाम होतो, तापमान वाढल्यास स्निग्धता कमी होते. तथापि, त्याच्या उच्च स्निग्धतेचा आणि तापमानाचा प्रभाव मेथिलसेल्युलोजपेक्षा कमी असतो. खोलीच्या तापमानात साठवल्यास त्याचे द्रावण स्थिर राहते.

(3) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता त्याच्या मिसळण्याच्या प्रमाणावर, चिकटपणावर इत्यादींवर अवलंबून असते आणि समान प्रमाणात मिसळल्यावर त्याचा पाणी धरून ठेवण्याचा दर मेथिलसेल्युलोजपेक्षा जास्त असतो.

(४)हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजहे आम्ल आणि अल्कलीसाठी स्थिर असते, आणि त्याचे जलीय द्रावण pH=2~12 च्या श्रेणीत खूप स्थिर असते. कॉस्टिक सोडा आणि चुन्याच्या पाण्याचा त्याच्या कार्यक्षमतेवर फारसा परिणाम होत नाही, परंतु अल्कली त्याच्या विरघळण्याची प्रक्रिया वेगवान करू शकते आणि त्याची चिकटपणा किंचित वाढवू शकते. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज सामान्य क्षारांसाठी स्थिर असते, परंतु जेव्हा क्षाराच्या द्रावणाची सांद्रता जास्त असते, तेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज द्रावणाचा चिकटपणा वाढण्याची प्रवृत्ती असते.

(5) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज पाण्यात विरघळणाऱ्या पॉलिमर संयुगांमध्ये मिसळून एकसमान आणि जास्त चिकटपणाचे द्रावण तयार करता येते. जसे की पॉलिव्हिनिल अल्कोहोल, स्टार्च इथर, वनस्पती डिंक, इत्यादी.

(6) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजमध्ये मेथिलसेल्युलोजपेक्षा चांगली एन्झाइम प्रतिकारशक्ती असते आणि मेथिलसेल्युलोजपेक्षा त्याच्या द्रावणाचे एन्झाइमद्वारे विघटन होण्याची शक्यता कमी असते.

(7) मोर्टार बांधकामामध्ये हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे आसंजन मेथिलसेल्युलोजपेक्षा जास्त असते.

हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज:

हे अल्कलीने प्रक्रिया केलेल्या शुद्ध कापसापासून बनवले जाते, आणि आयसोप्रोपेनॉलच्या उपस्थितीत इथरीफिकेशन एजंट म्हणून एथिलीन ऑक्साईडसोबत त्याची अभिक्रिया घडवली जाते. याची प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे १.५~२.० असते. यात तीव्र जलस्नेहकता असते आणि ते सहजपणे ओलावा शोषून घेते.

(1) हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळते, परंतु गरम पाण्यात विरघळणे कठीण असते. त्याचे द्रावण उच्च तापमानात घट्ट न होता स्थिर राहते. मोर्टारमध्ये उच्च तापमानात त्याचा दीर्घकाळ वापर केला जाऊ शकतो, परंतु त्याची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता मिथिल सेल्युलोजपेक्षा कमी असते.

(2) हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज सामान्य आम्ल आणि अल्कलीसाठी स्थिर असते, आणि अल्कली त्याचे विरघळणे वेगवान करू शकते आणि त्याची चिकटपणा किंचित वाढवू शकते. पाण्यातील त्याची विद्राव्यता मिथिल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथिल सेल्युलोजपेक्षा किंचित कमी असते.

(3) हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजमध्ये मोर्टारसाठी चांगले अँटी-सॅग कार्यप्रदर्शन आहे, परंतु सिमेंटसाठी त्याचा रिटार्डिंग वेळ जास्त असतो.

(4) काही देशांतर्गत उद्योगांद्वारे उत्पादित हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजची कार्यक्षमता त्याच्या उच्च पाणी आणि राखेच्या प्रमाणामुळे मिथिल सेल्युलोजपेक्षा स्पष्टपणे कमी आहे.

(5) हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजच्या जलीय द्रावणावर बुरशी येणे ही एक तुलनेने गंभीर समस्या आहे. सुमारे 40°C तापमानात, 3 ते 5 दिवसांच्या आत बुरशी येऊ शकते, ज्यामुळे त्याच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होईल.

कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज:

आयोनिक सेल्युलोज इथर नैसर्गिक तंतूंपासून (उदा. कापूस) अल्कली प्रक्रिया करून, सोडियम मोनोक्लोरोॲसिटेटचा इथरीकरण कारक म्हणून वापर करून आणि अनेक अभिक्रिया प्रक्रियांमधून तयार केला जातो. प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे ०.४~१.४ असते आणि त्याच्या कार्यक्षमतेवर या प्रतिस्थापनाच्या पातळीचा मोठा परिणाम होतो.

(1) कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज अधिक आर्द्रताशोषक आहे आणि सामान्य परिस्थितीत साठवल्यास त्यात जास्त पाणी सामावते.

(2) कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोजचे जलीय द्रावण जेल तयार करत नाही आणि तापमान वाढल्याने त्याची चिकटपणा कमी होतो. जेव्हा तापमान 50°C पेक्षा जास्त होते, तेव्हा चिकटपणा अपरिवर्तनीय असतो.

(3) त्याच्या स्थिरतेवर pH चा मोठा परिणाम होतो. सामान्यतः, ते जिप्सम-आधारित मोर्टारमध्ये वापरले जाऊ शकते, परंतु सिमेंट-आधारित मोर्टारमध्ये नाही. जेव्हा ते अत्यंत अल्कधर्मी असते, तेव्हा ते आपली चिकटपणा गमावते.

(4) त्याची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा खूपच कमी आहे. त्याचा जिप्सम-आधारित मोर्टारवर मंदावणारा परिणाम होतो आणि त्याची ताकद कमी होते. तथापि, कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोजची किंमत मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे.

सेल्युलोज अल्काइल इथर:

मिथाइल सेल्युलोज आणि इथाइल सेल्युलोज ही प्रातिनिधिक उदाहरणे आहेत. औद्योगिक उत्पादनात, मिथाइल क्लोराइड किंवा इथाइल क्लोराइड सामान्यतः इथरीकरण कारक म्हणून वापरले जाते आणि अभिक्रिया खालीलप्रमाणे असते:

सूत्रामध्ये, R हे CH3 किंवा C2H5 दर्शवते. अल्कलीची सांद्रता केवळ इथरीफिकेशनच्या प्रमाणावरच परिणाम करत नाही, तर अल्काइल हॅलाइड्सच्या वापरावरही परिणाम करते. अल्कलीची सांद्रता जितकी कमी असते, तितके अल्काइल हॅलाइडचे जलविघटन अधिक तीव्र होते. इथरीफायिंग एजंटचा वापर कमी करण्यासाठी, अल्कलीची सांद्रता वाढवणे आवश्यक आहे. तथापि, जेव्हा अल्कलीची सांद्रता खूप जास्त असते, तेव्हा सेल्युलोजचा फुगण्याचा परिणाम कमी होतो, जे इथरीफिकेशन अभिक्रियेसाठी अनुकूल नसते आणि त्यामुळे इथरीफिकेशनचे प्रमाण कमी होते. या उद्देशासाठी, अभिक्रियेदरम्यान सांद्रित लाय किंवा घन लाय टाकता येते. रिॲक्टरमध्ये चांगले ढवळण्याचे आणि ढवळण्याचे उपकरण असावे, जेणेकरून अल्कली समान रीतीने वितरित होऊ शकेल. मिथाइल सेल्युलोजचा वापर घट्टपणा आणणारे पदार्थ (थिकनर), चिकट पदार्थ (ॲडेसिव्ह) आणि संरक्षक कोलाइड इत्यादींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. याचा उपयोग इमल्शन पॉलिमरायझेशनसाठी विखुरणकारक (डिस्पर्संट), बियाण्यांसाठी बंधन विखुरणकारक (बॉन्डिंग डिस्पर्संट), कापड स्लरी, अन्न आणि सौंदर्यप्रसाधनांसाठी पूरक पदार्थ (ॲडिटिव्ह), वैद्यकीय चिकट पदार्थ (मेडिकल ॲडेसिव्ह), औषध लेपन साहित्य (ड्रग कोटिंग मटेरियल) म्हणूनही केला जाऊ शकतो. तसेच, याचा उपयोग लेटेक्स पेंट, छपाईची शाई, सिरॅमिक उत्पादन यांमध्ये होतो आणि सिमेंटमध्ये मिसळून त्याचा घट्ट होण्याचा वेळ (सेटिंग टाइम) नियंत्रित करण्यासाठी व प्रारंभिक ताकद (इनिशियल स्ट्रेंथ) वाढवण्यासाठी इत्यादींसाठी केला जातो. इथाइल सेल्युलोज उत्पादनांमध्ये उच्च यांत्रिक ताकद, लवचिकता, उष्णता प्रतिरोधकता आणि थंडी प्रतिरोधकता असते. कमी-प्रतिस्थापित इथाइल सेल्युलोज पाण्यात आणि सौम्य अल्कधर्मी द्रावणांमध्ये विरघळते, तर उच्च-प्रतिस्थापित उत्पादने बहुतेक सेंद्रिय द्रावकांमध्ये (ऑरगॅनिक सॉल्व्हेंट्स) विरघळतात. याची विविध रेझिन्स आणि प्लॅस्टिसायझर्ससोबत चांगली सुसंगतता असते. याचा उपयोग प्लॅस्टिक, फिल्म्स, वार्निश, चिकट पदार्थ, लेटेक्स आणि औषधांसाठीचे कोटिंग साहित्य इत्यादी बनवण्यासाठी केला जाऊ शकतो. सेल्युलोज अल्किल इथर्समध्ये हायड्रॉक्सिअल्किल गट समाविष्ट केल्याने त्याची विद्राव्यता सुधारते, सॉल्टिंग आउटची संवेदनशीलता कमी होते, जेलेशन तापमान वाढते आणि हॉट मेल्ट गुणधर्म सुधारतात, इत्यादी. वरील गुणधर्मांमधील बदलाची पातळी ही प्रतिस्थापकांच्या स्वरूपानुसार आणि अल्किल व हायड्रॉक्सिअल्किल गटांच्या गुणोत्तरानुसार बदलते.

सेल्युलोज हायड्रॉक्सीअल्काइल इथर:

हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल सेल्युलोज ही प्रातिनिधिक उदाहरणे आहेत. इथरीफायिंग एजंट हे एथिलीन ऑक्साइड आणि प्रोपिलीन ऑक्साइड सारखे इपॉक्साइड आहेत. उत्प्रेरक म्हणून आम्ल किंवा बेस वापरा. ​​औद्योगिक उत्पादनामध्ये अल्कली सेल्युलोजची इथरीफिकेशन एजंटसोबत अभिक्रिया घडवली जाते:हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजउच्च प्रतिस्थापन मूल्य असलेले हायड्रॉक्सीप्रोपिल सेल्युलोज थंड पाण्यात आणि गरम पाण्यात दोन्हीमध्ये विरघळते. उच्च प्रतिस्थापन मूल्य असलेले हायड्रॉक्सीप्रोपिल सेल्युलोज फक्त थंड पाण्यात विरघळते, पण गरम पाण्यात नाही. हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजचा उपयोग लेटेक्स कोटिंग्ज, कापड छपाई आणि रंगाई पेस्ट, कागद आकार देणारे साहित्य, चिकट पदार्थ आणि संरक्षक कोलाइड्ससाठी घट्टपणा आणणारे घटक म्हणून केला जाऊ शकतो. हायड्रॉक्सीप्रोपिल सेल्युलोजचा उपयोग हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजच्या वापरासारखाच आहे. कमी प्रतिस्थापन मूल्य असलेले हायड्रॉक्सीप्रोपिल सेल्युलोज औषधीय सहायक घटक म्हणून वापरले जाऊ शकते, ज्यात बंधनकारक आणि विघटनकारी दोन्ही गुणधर्म असू शकतात.

कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज, ज्याचे इंग्रजी संक्षिप्त रूप CMC आहे, सामान्यतः सोडियम क्षाराच्या स्वरूपात आढळते. इथरीफायिंग एजंट मोनोक्लोरोऍसिटिक ऍसिड आहे आणि अभिक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:

कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज इथर आहे. पूर्वी, याचा वापर प्रामुख्याने ड्रिलिंग मड म्हणून केला जात असे, परंतु आता त्याचा वापर डिटर्जंट, कपड्यांची स्लरी, लेटेक्स पेंट, पुठ्ठा आणि कागदाचे कोटिंग इत्यादींमध्ये अॅडिटिव्ह म्हणून वाढवला गेला आहे. शुद्ध कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजचा वापर अन्न, औषध, सौंदर्यप्रसाधने यांमध्ये, तसेच सिरॅमिक्स आणि मोल्ड्ससाठी चिकट पदार्थ (अॅडेसिव्ह) म्हणून केला जाऊ शकतो.

पॉलिॲनिक सेल्युलोज (PAC) हे एक आयनिक सेल्युलोज इथर असून ते कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज (CMC) साठी एक उच्च-श्रेणीचे पर्यायी उत्पादन आहे. ही एक पांढरी, फिकट पांढरी किंवा किंचित पिवळी पावडर किंवा कण आहे, जी बिनविषारी, चवहीन असून पाण्यात सहज विरघळून विशिष्ट स्निग्धतेचे पारदर्शक द्रावण तयार करते. यात उत्तम उष्णता प्रतिरोधक स्थिरता आणि क्षार प्रतिरोधकता असून, मजबूत जीवाणूरोधक गुणधर्म आहेत. याला बुरशी लागत नाही आणि ते खराब होत नाही. यात उच्च शुद्धता, उच्च प्रतिस्थापन प्रमाण आणि प्रतिस्थापकांचे एकसमान वितरण ही वैशिष्ट्ये आहेत. याचा उपयोग बंधक (बाइंडर), घट्ट करणारे (थिकनर), रिओलॉजी सुधारक (ऱ्हीओलॉजी मॉडिफायर), द्रव गळती कमी करणारे (फ्लुइड लॉस रिड्यूसर), निलंबन स्थिरक (सस्पेंशन स्टॅबिलायझर) इत्यादी म्हणून केला जाऊ शकतो. पॉलिॲनिक सेल्युलोज (PAC) चा वापर CMC वापरल्या जाणाऱ्या सर्व उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, ज्यामुळे त्याचे प्रमाण मोठ्या प्रमाणात कमी होते, वापर सुलभ होतो, उत्तम स्थिरता मिळते आणि प्रक्रियेच्या उच्च आवश्यकता पूर्ण होतात.

अल्कलीच्या उत्प्रेरणाखाली सेल्युलोज आणि ॲक्रिलोनायट्राइल यांच्या अभिक्रियेतून सायनोइथिल सेल्युलोज हे उत्पादन तयार होते.

सायनोइथिल सेल्युलोजमध्ये उच्च डायलेक्ट्रिक स्थिरांक आणि कमी हानी गुणांक असतो आणि त्याचा उपयोग फॉस्फर व इलेक्ट्रोल्युमिनेसेंट दिव्यांसाठी रेझिन मॅट्रिक्स म्हणून केला जाऊ शकतो. कमी प्रतिस्थापित सायनोइथिल सेल्युलोजचा उपयोग ट्रान्सफॉर्मरसाठी इन्सुलेटिंग पेपर म्हणून केला जाऊ शकतो.

सेल्युलोजचे उच्च स्निग्ध अल्कोहोल इथर, अल्केनिल इथर आणि ऍरोमॅटिक अल्कोहोल इथर तयार केले गेले आहेत, परंतु त्यांचा व्यवहारात वापर केला गेला नाही.

सेल्युलोज इथर तयार करण्याच्या पद्धतींचे वर्गीकरण जल माध्यम पद्धत, द्रावक पद्धत, मळण्याची पद्धत, स्लरी पद्धत, वायू-घन पद्धत, द्रव अवस्था पद्धत आणि वरील पद्धतींचे संयोजन यांमध्ये केले जाऊ शकते.

५. तयारीचे तत्व:

उच्च α-सेल्युलोज लगद्याला फुगवण्यासाठी अल्कधर्मी द्रावणात भिजवले जाते, ज्यामुळे अधिक हायड्रोजन बंध नष्ट होतात, अभिकारकांच्या प्रसारास मदत होते आणि अल्कली सेल्युलोज तयार होते. त्यानंतर, सेल्युलोज इथर मिळवण्यासाठी त्याची इथरीफिकेशन अभिकारकाशी अभिक्रिया केली जाते. इथरीफायिंग अभिकारकांमध्ये हायड्रोकार्बन हॅलाइड्स (किंवा सल्फेट्स), इपॉक्साइड्स आणि इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारे α व β असंतृप्त संयुगे यांचा समावेश होतो.

६. मूलभूत कार्यप्रदर्शन:

बांधकामासाठीच्या कोरड्या-मिश्रित मोर्टारची कार्यक्षमता सुधारण्यात ॲडमिक्चर्स महत्त्वाची भूमिका बजावतात आणि कोरड्या-मिश्रित मोर्टारच्या एकूण सामग्री खर्चापैकी ४०% पेक्षा जास्त वाटा त्यांचा असतो. देशांतर्गत बाजारपेठेतील ॲडमिक्चरचा एक मोठा भाग परदेशी उत्पादकांकडून पुरवला जातो आणि उत्पादनाचे संदर्भ प्रमाणदेखील पुरवठादाराकडूनच दिले जाते. परिणामी, कोरड्या-मिश्रित मोर्टार उत्पादनांची किंमत जास्त राहते आणि मोठ्या प्रमाणात व विस्तृत श्रेणीमध्ये सामान्य बांधकाम आणि प्लास्टरिंग मोर्टार लोकप्रिय करणे कठीण होते. उच्च-श्रेणीतील बाजारपेठेतील उत्पादनांवर परदेशी कंपन्यांचे नियंत्रण आहे, आणि कोरड्या-मिश्रित मोर्टार उत्पादकांना कमी नफा मिळतो व किंमत परवडण्याजोगी नसते; ॲडमिक्चर्सच्या वापरामध्ये पद्धतशीर आणि लक्ष्यित संशोधनाचा अभाव आहे आणि परदेशी सूत्रांचे आंधळेपणाने अनुसरण केले जाते.

कोरड्या मिश्रित मोर्टारची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी पाणी धरून ठेवणारा घटक हे एक महत्त्वाचे मिश्रण आहे, आणि कोरड्या मिश्रित मोर्टार सामग्रीची किंमत ठरवणाऱ्या प्रमुख मिश्रणांपैकी हे एक आहे. सेल्युलोज इथरचे मुख्य कार्य पाणी धरून ठेवणे हे आहे.

सेल्युलोज इथर ही, विशिष्ट परिस्थितीत अल्कली सेल्युलोज आणि इथरीकरण अभिकर्मक यांच्या अभिक्रियेतून तयार होणाऱ्या उत्पादनांच्या मालिकेसाठी वापरली जाणारी एक सामान्य संज्ञा आहे. वेगवेगळे सेल्युलोज इथर मिळवण्यासाठी अल्कली सेल्युलोजच्या जागी वेगवेगळे इथरीकरण अभिकर्मक वापरले जातात. प्रतिस्थापकांच्या आयनीकरण गुणधर्मांनुसार, सेल्युलोज इथरचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: आयनिक (जसे की कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज) आणि नॉन-आयनिक (जसे की मिथाइल सेल्युलोज). प्रतिस्थापकाच्या प्रकारानुसार, सेल्युलोज इथरचे मोनोइथर (जसे की मिथाइल सेल्युलोज) आणि मिश्र इथर (जसे की हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज) मध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. वेगवेगळ्या विद्राव्यतेनुसार, त्याचे पाण्यात विरघळणारे (जसे की हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज) आणि सेंद्रिय द्रावकात विरघळणारे (जसे की इथाइल सेल्युलोज) असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. कोरड्या मिश्रणाचा मोर्टार प्रामुख्याने पाण्यात विरघळणाऱ्या सेल्युलोजपासून बनलेला असतो, आणि पाण्यात विरघळणाऱ्या सेल्युलोजचे त्वरित विरघळणारे प्रकार आणि पृष्ठभागावर प्रक्रिया केलेले विलंबित-विरघळणारे प्रकार असे वर्गीकरण केले जाते.

मोर्टारमध्ये सेल्युलोज इथरच्या कार्याची यंत्रणा खालीलप्रमाणे आहे:

(1) नंतरसेल्युलोज इथरमोर्टार पाण्यात विरघळल्यामुळे, पृष्ठभागावरील सक्रियतेमुळे प्रणालीमध्ये सिमेंटयुक्त पदार्थांचे प्रभावी आणि एकसमान वितरण सुनिश्चित केले जाते, आणि सेल्युलोज इथर, एक संरक्षक कोलाइड म्हणून, घन कणांना "वेढते" आणि त्याच्या बाह्य पृष्ठभागावर वंगण फिल्मचा थर तयार होतो, ज्यामुळे मोर्टार प्रणाली अधिक स्थिर होते, तसेच मिश्रण प्रक्रियेदरम्यान मोर्टारची तरलता आणि बांधकामाचा गुळगुळीतपणा सुधारतो.

(2) त्याच्या स्वतःच्या आण्विक संरचनेमुळे, सेल्युलोज इथर द्रावण मोर्टारमधील ओलावा सहजपणे कमी होऊ देत नाही, आणि तो दीर्घ कालावधीत हळूहळू सोडतो, ज्यामुळे मोर्टारला चांगली पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता आणि कार्यक्षमता मिळते.